计算机网络技术与应用电子教案.ppt

计算机网络技术与应用 计算机网络技术与应用 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第3章计算机网络体系结构与网络协议 第5章广域网 第6章网络操作系统 第7章TCP IP协议基础 第8章Internet基础及应用 第4章局域网 课程概述 第9章网络管理与网络安全 1 1计算机网络的产生和发展1 2计算机网络的定义及其分类1 3计算机网络的拓扑结构 定义 分类1 4网络的主要功能及应用 资源共享 通信功能 可靠性和应用性 分布式处理 教学进程 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 课程概述 2 1基本概念2 2信道及其主要特征2 3传输介质2 4数字编码2 5调制与解调2 6多路复用 频分复用 时分复用2 7数据交换技术 线路交换 报文交换 分组交换 第3章计算机网络体系结构与网络协议 第5章广域网 第6章网络操作系统 第7章TCP IP协议基础 第8章Internet基础及应用 第4章局域网 第9章网络管理与网络安全 教学进程 第3章计算机网络体系结构与网络协议 课程概述 3 1基本结构 网络体系结构定义 分层设计 通信协议3 2开放系统互连参考模型OSI RM 概述 划分原则3 3TCP IP参考模型3 4OSI RM与TCP IP参考模型的比较 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第5章广域网 第6章网络操作系统 第7章TCP IP协议基础 第8章Internet基础及应用 第4章局域网 第9章网络管理与网络安全 教学进程 第4章局域网 课程概述 4 1局域网的基本概念 产生与发展 特点 关键技术 体系结构与IEEE802标准4 2介质访问控制方法4 3以太网4 4高速局域网技术4 5无线局域网技术4 6虚拟局域网VLAN4 7结构化布线 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第5章广域网 第6章网络操作系统 第7章TCP IP协议基础 第8章Internet基础及应用 第9章网络管理与网络安全 第3章计算机网络体系结构与网络协议 教学进程 课程概述 5 1广域网的基本概念 广域网设备 广域网与OSI参考模型 广域网业务5 2X 25分组交换网5 3帧中继5 4ATM5 5综合业务数字网ISDN5 6其他广域网技术介绍 公共交换电话网PSTN 数字数据网DDN 数字用户线xDSL 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第6章网络操作系统 第7章TCP IP协议基础 第8章Internet基础及应用 第9章网络管理与网络安全 第3章计算机网络体系结构与网络协议 第4章局域网 第5章广域网 教学进程 第6章网络操作系统 课程概述 6 1网络操作系统基本概念 发展过程 分类 共性和基本功能6 2WindowsNTServer操作系统 WindowsServer20036 3NetWare操作系统 NetWare5的新功能6 4UNIX操作系统6 5Linux操作系统 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第3章计算机网络体系结构与网络协议 第4章局域网 第5章广域网 第7章TCP IP协议基础 第8章Internet基础及应用 第9章网络管理与网络安全 教学进程 第7章TCP IP协议基础 课程概述 7 1网络互连概述7 2网络互连设备 中继器 网桥 路由器 网关7 3TCP IP协议族概述7 4IP协议基础与寻址7 5ARP与RARP7 6ICMP7 7TCP与UDP 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第3章计算机网络体系结构与网络协议 第4章局域网 第5章广域网 第6章网络操作系统 第8章Internet基础及应用 第9章网络管理与网络安全 教学进程 第8章Internet基础及应用 课程概述 8 1Internet概述8 2域名与域名服务系统8 3Internet接入技术 电话网接入 局域网接入 ADSL接入技术8 4Internet的基本服务 WWW服务 电子邮件服务 文件传输服务8 5Intranet8 6电子商务 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第3章计算机网络体系结构与网络协议 第4章局域网 第5章广域网 第6章网络操作系统 第7章TCP IP协议基础 第9章网络管理与网络安全 教学进程 课程概述 第9章网络管理与网络安全 9 1基本概念9 2网络管理 管理功能 SNMP9 3网络安全 网络安全策略的设计及其基本内容 网络防火墙技术 数字加密技术 网络防病毒技术 网络文件的备份与恢复 第1章计算机网络基本概念 第2章数据通信基础 第3章计算机网络体系结构与网络协议 第4章局域网 第5章广域网 第6章网络操作系统 第7章TCP IP协议基础 第8章Internet基础及应用 教学进程 计算机网络基本概念 第1章 随着计算机技术以及通信技术的发展 计算机网络的发展速度可谓 日新月异 并已经深入我们生活的各个方面 计算机网络是把地理上分散的 具有独立功能的多台计算机用通信线路和通信设备连接起来 按照网络协议进行数据通信 由功能完善的网络软件实现资源共享的系统 教学进程 1 1计算机网络的产生和发展1 1 1计算机网络产生的理论准备阶段1 1 2以共享资源为目标的计算机网络1 1 3网络体系结构与标准化网络1 1 4Internet广泛应用及高速网络技术1 2计算机网络定义及其分类 1 2 1定义1 2 2网络的分类1 3计算机网络拓扑结构1 3 1定义1 3 2拓扑结构的分类1 4网络主要功能及应用1 4 1网络的主要功能1 4 2网络的应用 教学进程 课时安排 1 1计算机网络的产生和发展 1 1 1 计算机网络产生的理论准备阶段 Development 教学进程 1 1 2 以共享资源为目标的计算机网络 Development 教学进程 1 1 3 网络体系结构与标准化网络 教学进程 1 1 4 Internet广泛应用及高速网络技术 教学进程 1 2 计算机网络定义及其分类 1 2 1 计算机网络的定义 教学进程 1 2 1 计算机网络的定义 存在着一个能为用户自动管理资源的网络操作系统 由它调用完成用户任务所需要的资源 而整个网络像一个大的计算机系统一样对用户是透明的 教学进程 1 2 2 计算机网络的分类 教学进程 1 3 计算机网络的拓扑结构 1 3 1 计算机网络拓扑的定义 1 3 2 计算机网络拓扑的分类 教学进程 计算机网络拓扑的分类 1 3 2 教学进程 1 4网络的主要功能及应用 1 4 1 计算机网络的主要功能 教学进程 计算机网络的应用 1 4 1 计算机网络的主要功能 教学进程 小结 1 1计算机网络的产生和发展1 1 1计算机网络产生的理论准备阶段1 1 2以共享资源为目标的计算机网络1 1 3网络体系结构与标准化网络1 1 4Internet广泛应用及高速网络技术1 2计算机网络定义及其分类 1 2 1计算机网络的定义 1 2 2网络的分类 1 3计算机网络拓扑结构1 3 1定义 1 3 2拓扑结构的分类1 4网络主要功能及应用 1 4 1网络的主要功能1 4 2网络的应用 第1章计算机网络基本概念 教学进程 第2章 数据通信基础 数据通信技术是计算机网络的基础 它将计算机与通信技术相结合 完成数据的编解码 传输和处理 现代电子计算机主要处理数字数据为主 计算机之间的通信也以传递数字数据为主 因此 掌握和使用计算机网络 应对数据通信相关的理论和基础知识有一定的了解 本章将介绍数据通信的基础 课时安排 2 1 基本概念 教学进程 2 1 2 数据通信系统的主要构成 通信系统主要构成 图1 教学进程 2 2 信道及其主要特征 2 2 1信道的分类 教学进程 2 2 2信道带宽 信道容量及差错率 信道带宽与信道容量是描述信道的主要指标 教学进程 2 2 3信道的通信方式 教学进程 2 2 4数字传输方式 教学进程 2 2 4数字传输方式 一个重要的问题是数据的发送与接收之间要求同步 即发送端以某一种速率在一定的起止时间内发送数据 接收端也必须以同一种速率在相同的起止时间内接收数据 以便区分数据位 数据字节和报文 教学进程 2 3 传输介质 传输介质是数据传输系统中发送器和接收器之间的物理通路 信号在介质中以电磁波的形式进行传输 教学进程 传输介质的特性对信道甚至整个传输系统设计有决定性的影响 2 3 1同轴电缆 同轴电缆的结构示意图 RG 8或RG 11 50 粗缆 RG 58 U或58C U 50 细缆 RG 59 75 CATV电缆 RG 62 93 IBM3270系统使用 教学进程 2 3 2双绞线 教学进程 2 3 3光纤线缆 光纤在纤芯中的传播 教学进程 2 3 4无线传输介质 无线传输介质指的是利用大气和外层空间作为传播电磁波的通路 根据信号频谱和传输技术的不同 主要包括微波 卫星微波 红外等 教学进程 2 3 5几种传输介质的比较 教学进程 2 4 数据编码 2 4 1数字数据调制编码 幅移键控法ASK Amplitude shiftKeying 也称调幅 频移键控法FSK Frequency shiftKeying 也称调频 相移键控法 Phase shiftKeying 也称调相 教学进程 2 4 2数字传输的数字信号编码 对于数字数据 需要解决其信号表示和信号同步两个方面的问题 对于传输数字信号而言 最简单最常用的方法是用两个电平来表示两个二进制数字 可以用两个电压电平来表示两个二进制数字 这也说明数字信号是有矩形脉冲组成的 不归零制NRZ Non returntozero 曼彻斯特编码 差分曼彻斯特编码 教学进程 2 4 3模拟数据采样编码 将模拟信号数字化的过程包括三个阶段 第一步是采样 根据采样定理得到的采样频率将模拟信号的值采出 第二步是量化 该步骤使连续的模拟信号变成时间轴上的离散值 量化的级数越高 精度越高 第三步是编码 它是编成一定位数的二进制数码 如果取N个量化级 则编码需要的位数是log2N 教学进程 2 5 调制与解调 调制是将数据信息变换成适合于模拟信道上传输的电磁波 称为载波 信号 并将频率限制在模拟信道支持的频率范围内 解调是将从模拟信道上收取的载波信号还原成数据信息 调制与解调概念 教学进程 选购Modem的标准 教学进程 2 6 多路复用 多路复用 频分多路复用 FCM FrequencyDivisionMultiplexing 时分多路复用 TDM TimeDivisionMultiplexing 教学进程 2 6 1 频分多路复用 频分多路复用 本质上就是在频率上并排地把几个信息通道合在一起 以便形成一个合成的信号 然后以某种调制方式用这个合成的频分多路复用信号来调制载波 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号带宽 就可以将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输的单个信号带宽相同 或略微宽一点 的自信道 每个子信道传输一路信号 教学进程 2 6 2 时分多路复用 教学进程 2 7 数据交换技术 数据交换技术 线路交换 CircuitSwitching 报文交换 MessageSwitching 分组交换 PacketSwitching 教学进程 2 7 1 线路交换 线路建立阶段 数据通信阶段 线路释放阶段 教学进程 线路交换的通信过程包括三个阶段 线路交换方式与电话交换方式的工作过程很类似 线路交换网络结构包括用户分机 本地回路 用户回路 即用户和网络之间的链路 交换机 即网络的的交换中心 主干线 即交换机之间的线路 2 7 2 报文交换 教学进程 2 7 3 分组交换 教学进程 小结 第2章数据通信基础 教学进程 第3章 计算机网络体系结构与网络协议 计算机网络体系结构与网络协议是计算机网络技术中的关键 计算机网络的实现需要解决很多复杂的技术问题 例如 支持多种通信介质 支持多厂商和异种机互联 其中包括软件的通信规定及硬件接口的规范 支持多种业务 如远程登录 数据库 分布式计算等 支持高级人机接口 为了满足以上的种种需求 现代计算机网络就必须按高度结构化方式分层处理来满足需要 3 1基本概念3 1 1网络体系结构的定义3 1 2分层设计3 1 3网络协议3 2开放系统互联参考模型OSI RM3 2 1模型概述3 2 2划分层次的原则3 2 3物理层3 2 4数据链路层3 2 5网络层3 2 6传输层 3 2 7会话层3 2 8表示层3 2 9应用层3 3TCP IP参考模型3 3 1网络接口层3 3 2网络互联层3 3 3传输层3 3 4应用层3 4OSI RM与TCP IP参考模型的比较3 4 1对照关系3 4 2存在的差别 课时安排 3 1 基本概念 网络体系结构是指网络的基本设计思想及方案 并要定义各个组成部分的功能 从而达到用户要求 而层次结构是描述体系的基本方法 它的特点是每一层都建立在前一层基础之上 低层为高层提供服务 层次结构简化了对复杂的计算机网络的研究工作 3 1 1 网络体系结构的定义 好处 教学进程 3 1 2 分层设计 教学进程 各层之间是独立的 这样的话 某一层可以忽略其他层的实现细节 只要知道下一层通过界面 接口 所提供的服务 利于实现和维护 某个层次实现细节的变化不会影响其他层次 采用层次化结构的好处 结构上可以分割开 各层都可以选择最合适的实现技术 整个系统被分解为若干个范围较小的部分 便于实现 调试和维护 易于标准化 教学进程 3 1 3 网络协议 网络协议是计算机网络中实体之间有关通信规则约定的集合 教学进程 计算机网络体系结构的出现 加快了计算机网络的发展 但由于当初不同厂家的制定的网络体系结构不相同 在计算机间的通信很难实现 所以需要制定一个国际标准 在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织是 国际电报与电话咨询委员会 CCITT ConsultativeCommitteeonInternationalTelegraphandTelephone 与国际标准化组织 ISO InternationalStandardsOrganization 3 2 开放系统互联参考模型OSI RM 1983年形成开放系统互联基本参考模型的正式文件 即ISO7498国际标准 我国的相应国家标准是GB9387 教学进程 OSI是以综合开发通信协议体系为目的 从系统转移数据直至对各系统中的文件 数据库及程序资源的访问调用以及各种通信功能都作为它的标准化对象 OSI中的 开放 是指凡遵守OSI标准的系统可以互联 彼此能开放式地进行通信 并且确保在导入新的通信业务时能够很容易地追加新的功能 3 2 1 模型概述 教学进程 3 2 2 划分层次的原则 各子模块具有相对的独立性 模块之间交互的信息尽可能少 从而尽可能地减少模块之间的依赖性 层次不能太多 也不能少 尽可能地保持各层功能的相对独立性 但又要使各邻接层的功能便于线接 以构成功能上的单向依赖关系 保证只在相邻层之间建立接口 尽可能地把近似的功能集中在一起构成一层 以便于局部化 但对那些在进程执行过程中所涉及的执行方法显然不同的功能应建立独立的层次 以便进行特殊处理 考虑数据处理的需要 在数据处理过程需要不同的抽象级的地方设立单独的层次 而当不需要该服务时 也可以绕过这些子层次 应该把层次分成理论上需要的不同等级 每一层只与它的上 下邻层产生接口 履行其特定的功能 教学进程 物理层 第一层 OSI模型的最低层 该层通过物理介质 如网络电缆 传输无结构的原始位流 物理层完全面向硬件 它负责通讯计算机问物理链路的建立和维护过程中个方面的工作 物理层还负责运载由其上各层产生的数据信号 3 2 3 物理层 教学进程 数据链路层 第二层 将数据帧从网络层发送到物理层 它控制进出网络电缆的电脉冲 在接收端 它将来自物理层的位流转换位数据帧 数据帧是一种可存放数据的逻辑组织结构 数据的电子表示法 位模型 编码方法和令牌 只能在这层识别 3 2 4 数据链路层 教学进程 3 2 5 网络层 网络层 第三层 负责处理消息并将逻辑地址和名字翻译成物理地址 网络层还根据网络状况 服务优先级和其他条件决定数据的传输路径 它管理网络中的数据流问题 如分组交换和路由和数据阻塞控制 教学进程 传输层 第四层 提供会话层之下的另一层连接 传输层确保正确无误 顺序 无丢失或无重复地传输数据包 在发送方计算机中 传输层将消息重新打包 将较长的消息分成几个数据包 将较小的数据包组装到一个数据包中 该过程保证数据包在网络中的高效传输 在接收方计算机中 传输层打开数据包 将它重新装配成原始信息 一般说来还会发出消息确认消息已收到 该层可以识别重复到达的数据包 并丢弃这种数据包 3 2 6 传输层 教学进程 会话层 第五层 允许不同的计算机建立 使用和结束一种称为 会话 的连接 会话是在两个工作站之间进行是高度结构化的对话 会话层负责管理对话 它完成名称识别及其他两个应用程序通过网络通信所必需的功能 如安全性 3 2 7 会话层 会话连接到传输连接的映射 数据传送 包括会话的常规数据 加速数据等数据传送 会话连接的恢复和释放 会话管理 包括同步和浮动的管理系 令牌管理 活动管理 教学进程 表示层 第六层 定义了在连网计算机间交换信息的格式 可将它看作网络的翻译器 当来自不同系统 如IBM Apple和Sun的计算机需要通信时 就需要完成一定量的翻译和字节重新排序工作 3 2 8 表示层 教学进程 3 2 9 应用层 应用层 第七层 是OSI模型的最顶层 该层的服务是直接支持用户应用程序 如用于文件传输 数据库访问和电子邮件的软件 换句话说 它是应用程序进程访问网络服务的窗口 需要通过网络发送的信息在这一层进入OSI模型 并最终从接受方计算机OSI模型的应用层退出 应用层协议 会话层和表示层协议 在该协议中 有许多是为了实现应用层的功能 并在该层控制下使用 物理层 数据链路层 网络层和传输层协议 该层协议提供传送会话层和表示层协议的信道 教学进程 3 3 TCP IP参考模型 传输控制协议 互联网协议TCP IP TransmissionControlProtocol InternetProtocol 是于1977年至1979年形成的协议规范 是美国ARPANET上使用的传输层和网络层协议 也是ARPANET参考模型ARM的一部分 由于在ARPANET上运行的协议很多 因此人们常常将这些相关协议称为TCP IP体系结构 或简称TCP IP 教学进程 网络互联层 3 3 2 网络接口层 也称为主机 网络层 是参考模型的最低层 它负责通过网络发送和接收IP数据报 并且指出通信主机必须采用某种协议连接到网络上 并且能够传输网络数据分组 在本层中具体使用什么协议 并没有规定 一般来说 本层包括了各种物理网协议 例如局域网的Ethernet协议 TokenRing协议 分组交换网的X 25协议等 3 3 1 网络接口层 教学进程 3 3 3 传输层 在TCP IP参考模型中 传输层是参考模型的第3层 它负责在应用进程之间的端 端通信 主要目的是 在互联网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端 端连接 它与OSI参考模型的传输层功能类似 也对高层屏蔽了底层网络的实现细节 教学进程 应用层 3 3 4 应用层是TCP IP参考模型中的最高层 应用层包括了所有的高层协议 并且总有新的协议加入 依赖于面向连接的TCP协议 包括有网络终端协议Telnet 实现对主机的远程登录功能 电子邮件协议SMTP 负责互联网中电子邮件的传递 文件传输协议FTP 用于交互式文件传输 等 依赖于面向连接的UDP协议 包括有简单网络管理协议SNMP 对设备和应用提供相应的管理 等 既可依赖于TCP协议 也可依赖于UDP协议 包括有域名系统DNS 实现逻辑地址到域名地址的转换 等 教学进程 3 4 OSI RM与TCP IP参考模型的比较 3 4 1对照关系 教学进程 存在的差别 3 4 2 教学进程 第3章计算机网络体系结构与网络协议 小结 3 1基本概念3 1 1网络体系结构的定义 3 1 2分层设计3 1 3网络协议3 2开放系统互联参考模型OSI RM 3 2 1模型概述 3 2 2划分层次的原则3 2 3物理层 3 2 4数据链路层 3 2 5网络层3 2 6传输层3 2 7会话层 3 2 8表示层3 2 9应用层3 3TCP IP参考模型3 3 1网络接口层3 3 2网络互联层3 3 3传输层3 3 4应用层3 4OSI RM与TCP IP参考模型的比较 3 4 1对照关系3 4 2存在的差别 教学进程 局域网 第4章 计算机网络是互联自主的计算机系统的集合 而局域网 LocalAreaNetwork LAN 是局部某一范围的计算机网络 是一种将较小地理区域内的各种数据通信设备互联在一起的通信网络 决定局域网特性的主要技术有三个 拓扑结构 传输媒体 媒体访问控制方法 局域网具有网络覆盖地理范围有限 传输速率高 时延小 误码率低 网络的管理权归属一个单个组织所有的重要特性 4 1基本概念4 1 1局域网的产生和发展4 1 2局域网的特点4 1 3局域网的关键技术4 1 4局域网体系结构与IEEE802标准4 2介质访问控制方法4 2 1CSMA CD介质访问控制4 2 2TokenRing令牌环4 2 3令牌总线4 2 4三种局域网的比较4 3以太网4 3 1以太网的产生和发展4 3 2IEEE802 3以太网的体系结构 4 3 3粗电缆 细同轴电缆双绞线4 4高速局域网技术4 4 1交换式以太网4 4 2100VG AnyLAN4 4 3100BASE T4 4 4FDDI光纤分布式数据接口4 4 5千兆位以太网4 5无线局域网技术4 6虚拟局域网4 7结构化布线4 7 1结构化布线的必要性4 7 2结构化布线系统的应用环境4 7 3结构化布线系统的组成 课时安排 4 1基本概念 教学进程 4 1 1 局域网的产生和发展 局域网的发展大致可以分为三个阶段 教学进程 4 1 2 局域网的特点 以微机为主要建网对象 较小的地理覆盖范围 传输速率高且误码率低 可靠性好 并且高负载情形下 比较稳定性 有效使用包括通信媒体在内的共享资源 各设备平等访问网络资源 易于安装 配置和维护简单 造价低 教学进程 4 1 3 局域网的关键技术 教学进程 局域网中的设备 Cisco交换机 Cisco2600系列路由器 教学进程 局域网传输形式 教学进程 介质访问控制方法 教学进程 局域网体系结构与IEEE802标准 4 1 4 教学进程 IEEE802标准 教学进程 IEEE802标准系列含义 IEEE802 1A概述和系统结构 IEEE802 1B寻址 网络管理和网际互联 IEEE802 2逻辑链路控制 即高层与任何一种局域网MAC层的接口 IEEE802 3CSMA CD 它定义了CSMA CD总线网的介质访问控制和物理层规范 IEEE802 8光纤技术 FDDI在802 3 802 4 802 5中的使用 IEEE802 4令牌总线网 它定义了令牌传递总线网的介质访问控制和物理层规范 IEEE802 5令牌环网访问控制方法及物理层规范 IEEE802 6城域网访问控制方法及物理层技术规范 IEEE802 7宽带技术 IEEE802 9综合业务数字网 ISDN 技术 IEEE802 10可互操作的局域网的安全机制 IEEE802 11无线局域网 IEEE802 12100VG AnyLAN 教学进程 4 2 介质访问控制方法 4 2 1CSMA CD介质访问控制 字节 教学进程 CSMA CD的工作原理 教学进程 4 2 2 TokenRing令牌环 教学进程 优先级系统 教学进程 令牌总线 4 2 3 教学进程 令牌及环路维护 三种局域网的比较 4 2 4 教学进程 4 3 以太网 4 3 1以太网的产生和发展 教学进程 4 3 2 IEEE802 3以太网的体系结构 教学进程 4 3 3 粗电缆 细同轴电缆和双绞线 教学进程 4 4 高速局域网技术 4 4 1交换式以太网 交换机采用的工作方式 教学进程 交换式以太网的优缺点 教学进程 4 4 2 100VG AnyLAN 教学进程 提供了对以太网和令牌环网的支持 允许通过桥接器或路由器和过去使用的老网互联 由于网络的性能是可预见的 所以可以排除网络负载的影响 适合多媒体信息和视频会议等时间敏感型信息 较大的网路直径为现有的10Base T网络提供一个转移途径 若干关键厂商都对该技术支持 100VG AnyLAN技术的优点 教学进程 100Base T的分类 教学进程 4 4 4 FDDI光纤分布式数据接口 教学进程 FDDI介质 教学进程 4 4 5 千兆位以太网 教学进程 第4章局域网 小结 4 1基本概念4 1 1局域网的产生和发展4 1 2局域网的特点 4 1 3局域网的关键技术4 1 4局域网体系结构与IEEE802标准4 2介质访问控制方法4 2 1CSMA CD介质访问控制4 2 2TokenRing令牌环4 2 3令牌总线4 2 4三种局域网的比较4 3以太网4 3 1以太网的产生和发展 4 3 2IEEE802 3以太网体系结构 4 3 3粗电缆 细同轴电缆双绞线 4 4高速局域网技术4 4 1交换式以太网4 4 2100VG AnyLAN4 4 3100BASE T4 4 4FDDI光纤分布式数据接口4 4 5千兆位以太网4 5无线局域网技术4 6虚拟局域网4 7结构化布线 教学进程 第5章 广域网 随着计算机与通信技术的飞速发展 各自独立的局域网已经不能满足人们的需要 对资源共享和相互沟通的实时性要求 迫使人们将计算机网络的规模不断扩大 广域网 WAN WideAreaNetwork 应运而生 广域网通过若干个节点交换机和连接这些节点的通信链路将分布在异地的多个局域网或主机连接起来 形成了范围广大的远程网络 其覆盖范围可以是一个地区 省或者国家 甚至跨越大洲 5 1广域网的基本概念5 1 1广域网设备5 1 2广域网与OSI参考模型5 1 3广域网业务5 2X 25分组交换网5 2 1X 25的层次结构5 2 2X 25的分组格式5 2 3X 25网的设备5 3帧中继5 3 1帧中继概述5 3 2帧中继的层次5 3 3帧中继操作5 3 4帧中继实现 5 4ATM5 4 1ATM基本原理5 4 2ATM交换5 4 3ATM协议参考模型5 5综合业务数字网ISDN5 5 1ISDN概述5 5 2ISDN层次5 5 3ISDN封装5 5 4ISDN应用5 6其他广域网技术介绍5 6 1公共交换电话网PSTN5 6 2数字数据网DDN5 6 3数字用户线xDSL 课时安排 5 1广域网的基本概念 5 1 1 广域网设备 Cisco交换机 外置调制解调器 Cisco2600系列路由器 教学进程 5 1 2 广域网与OSI参考模型 教学进程 5 1 3 广域网业务 教学进程 5 2X 25分组交换网 X 25的概念 教学进程 5 2 1 X 25的层次结构 教学进程 5 2 2 X 25的分组格式 分组是在DTE与DCE之间在分组层上传输信息的基本单位 分组在数据链路层上传输时 由链路层协议封装成帧格式 分组报头的功能主要是用于网络控制 包括通用格式标识 逻辑信道标识和分组类型标识符字段 教学进程 5 2 3 X 25网的设备 用户接入设备 教学进程 5 3帧中继 5 3 1 帧中继概述 教学进程 5 3 2 帧中继的层次 教学进程 5 3 3 帧中继操作 教学进程 5 3 4 帧中继实现 为了使采用不同协议的LAN能够互连 需要在帧中继广域网的边界附加一种称为帧中继装配 分解 FRAD 的接口设备 除了定义基本帧中继协议功能 帧中继规范还包括本地管理接口 LMI 扩展 使得大规模的复杂互连网络的支持变得更加容易 教学进程 5 4ATM 5 4 1 ATM基本原理 1 采用面向连接的工作方式 2 采用异步时分复用方式 3 网络没有逐段链路的差错控制和流量控制 4 信元头功能简单 5 小的信元长度 教学进程 每个信元包含 5个字节长的信元头和48个字节长的信息段 信元头功能 信元的网络路由 记载信元去向的逻辑地址 信元维持信息 优先度及信头的纠错码等控制信息 ATM协议支持两种类型接口 用户 网络接口UNI网络 网络接口 教学进程 5 4 1 ATM基本原理 VP变换仅对信元的VPI值进行处理和变换 经过VP变换只改变了VPI值 而VCI值保持不变 VC变换同时对VPI和VCI进行处理和变换 VP VC变换 VP和VC变换合在一起才是真正的ATM交换 ATM交换机通过接口接收带有VPI VCI标识的信元 查找路由表找出转发的输出端口 并更新信元标识VPI VCI 转发信元到下一段虚通道上 教学进程 5 4 1 ATM基本原理 5 4 2 ATM变换 教学进程 教学进程 教学进程 5 4 3 ATM协议参考模型 教学进程 5 4 3 ATM协议参考模型 ATM适配层AAL 作用类似网络互连中的网关 教学进程 5 5综合业务数字网ISDN 5 5 1 ISDN概述 教学进程 5 5 2 ISDN层次 教学进程 5 5 3 ISDN封装 ISDN最常见的封装协议 远程接入 远程节点 小型办公室 家庭办公室 SOHO 互连 教学进程 PSTN就是日常生活打电话时 中间经过的传输网络 PSTN费用最低 但其传输质量较差 网络资源利用率较低 数据传输速率较低 PSTN是以模拟技术为基础的电路交换网络 5 6其他广域网技术介绍 5 6 1 公共交换电话网PSTN 教学进程 PSTN入网方式1 借用普通电话拨号电话线 2 租用一条电话专线 即给通信双方连接了一条固定的直通线 3 经普通拨号或租用专用电话线方式经PSTN转接入X 25网 5 6 2 数字数据网DDN DDN是一种利用数字信道提供的数据信号传输的数据传输网 教学进程 5 6 3 数字用户线xDSL DSL是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合 是一项调制解调器技术 教学进程 第5章计算机广域网技术 小结 5 1广域网的基本概念5 1 1广域网设备 5 1 2广域网与OSI参考模型 5 1 3广域网业务5 2X 25分组交换网5 2 1X 25的层次结构 5 2 2X 25的分组格式5 2 3X 25网的设备5 3帧中继5 3 1帧中继概述 5 3 2帧中继的层次5 3 3帧中继操作5 3 4帧中继实现 5 4ATM5 4 1ATM基本原理 5 4 2ATM交换 5 4 3ATM协议参考模型5 5综合业务数字网ISDN5 5 1ISDN概述5 5 2ISDN层次 5 5 3ISDN封装5 5 4ISDN应用5 6其他广域网技术介绍 教学进程 第6章 网络操作系统 网络操作系统 NOS NetworkOperatingSystem 能够利用网络低层提供的数据传输功能 为高层网络用户提供共享资源管理服务 以及其他网络服务功能 据报道 现在WindowsServerNOS的新安装数量比其他任何的网络操作系统都要多 但是世界上仍有大量的基于NovellNetWare和Unix的网络 课时安排 6 1网络操作系统的基本概念6 1 1发展过程6 1 2分类6 1 3共性和基本功能6 2WindowsNTServer操作系统6 2 1WindowsNTServer概述6 2 2WindowsNTServer特点6 2 3WindowsNT网络资源6 2 4WindowsServer2003 6 3NetWare操作系统6 3 1概述6 3 2特点6 3 3NetWare5新功能6 4UNIX操作系统6 4 1概述6 4 2特点6 5Linux操作系统6 5 1发展6 5 2特点6 5 3RedHatLinux9 0 6 1 网络操作系统的基本概念 网络操作系统 NOS 能使网络上各计算机方便而有效地共享网络资源 为用户提供所需各种服务的操作系统软件 教学进程 6 1 1 网络操作系统的发展过程 教学进程 6 1 2 网络操作系统的分类 教学进程 6 1 3 文件服务打印服务数据库服务通信服务信息服务分布式服务网络管理服务Internet Intranet服务 网络操作系统的共性和基本功能 硬件独立 网络特性 多用户 多任务支持 安全性和存取控制 可移植性和可集成性 用户界面良好 教学进程 1993年正式发布了WindowsNT3 1彻底摆脱了DOS的束缚 并且有很强的连网功能 可以算是一种真正的32位操作系统 先后又发布了WindowsNT3 5版 Windows2000操作系统 WindowsServer2003等 网络操作系统一直由Novell公司垄断的局面彻底被打破了 WindowsNTServer网络操作系统 6 2 1 6 2 概述 教学进程 工作组是一组由网络连接在一起的用户群 其中的每台计算机的地位都是平等的 既可以作为服务器 也可用作工作站 组 Group 是活动目录或者本地对象 包括用户 计算机和其他组 教学进程 WindowsNTServer提供了4种基本域模型 教学进程 WindowsNTServer的特点 6 2 2 FAT 文件分配表 文件系统 兼容多种操作系统是FAT的一大优势 但是它同时也限制了WindowsNT中的很多新特性 NTFS NT文件系统 它提供了很多FAT文件系统不具备的功能 教学进程 WindowsServer2003的新特性和新功能 WindowsServer2003操作系统 6 2 4 教学进程 NetWareV2 X 完整的16位网络操作系统 引进了容错技术 NetWare操作系统 1983年Novell公司推出NetWare网络操作系统后 由于其产品性能可靠和功能完善已是目前市场占有率最高的网络操作系统之一 6 3 1 6 3 概述 NetWare操作系统的发展 NetWareV3 X 具有开放性和模块化结构的32位网络操作系统 提供了诸如文件共享 外部设备共享 信息服务等非常重要的服务功能 NetWareV4 xx 目录服务 NDS 的概念 将分布式目录 集成通信 多协议路由选择 网络管理 文件服务和打印服务集于一体 此外还提供图像 文档管理 工作流程 网络视频 电话技术和Web服务等增强服务功能 教学进程 Novell局域网的基本组成 教学进程 文件服务器采用分层目录结构的形式进行管理 NetWare网络目录服务NDS是全局分布式网络数据库 它采用了面向对象的开发设计思想 采用高效访问硬盘机制 NetWare操作系统的特点 6 3 2 教学进程 NetWare操作系统的特点 6 3 2 四级安全保密机制 1 注册安全性 2 用户信任者权限 3 最大信任者权限屏蔽 4 目录与文件属性 教学进程 6 3 3 NetWare5的新功能 目录服务NDS NetWare5中NDS的提供了IPX与IP的协议独立性 无环境登录 允许用户从任何地点登录到网络 而不必指定它们的NDS环境 密码服务 开发人员可以使用手控密码服务 CCS 应用编程接口 将密码方案集成到他们的应用程序中 安全验证服务 NetWare5提供安全验证服务SAS支持现有和最新的验证机制的底层结构 公共关键字低层结构服务 审计服务 允许用户监视其他用户对自身网络的访问 并将该监视信息记录在审计日志文件中 教学进程 6 4 1 6 4UNIX操作系统 概述 教学进程 Linux操作系统的发展 6 5 1 6 5Linux操作系统 芬兰人LinusB Torvalds提出建立一个能够代替MINIX的 基于Intel平台的个人计算机上的UNIX类操作系统 目前著名版本的有 RedHatLinux TurboLinux SUSELinux 红旗Linux等 教学进程 RedHatLinux9 0介绍 6 5 3 教学进程 第6章网络操作系统 小结 6 1网络操作系统的基本概念6 1 1发展过程 6 1 2分类 6 1 3共性和基本功能6 2WindowsNTServer操作系统6 2 1概述 6 2 2特点 6 2 3WindowsNT网络资源6 2 4WindowsServer20036 3NetWare操作系统6 3 1概述6 3 2特点 6 3 3NetWare5新功能6 4UNIX操作系统6 4 1概述 6 4 2特点6 5Linux操作系统6 5 1发展 6 5 2特点6 5 3RedHatLinux9 0 教学进程 第7章 TCP IP协议基础 网络互连的目的就是使网络上的用户能够访问其他网络上的资源 不同网络上的用户可以互相通信和交换信息 要实现网络的互连必须遵循一个共同的数据传输标准 这个标准就是网络协议 也称互连协议 TCP IP协议成功的解决了不同网络之间的互联问题 实现了异网互联通信 TCP IP是当今网络互连的核心协议 可以说没有TCP IP协议就没有今天以互连技术为核心建立起来的Internet 7 1网络互连概述7 1 1网络互连的基本概念7 1 2网络互连的层次7 1 3网络互连的类型7 2网络互连设备7 2 1中继器7 2 2网桥7 2 3路由器7 2 4网关7 3TCP IP协议族概述7 4IP协议基础与寻址 7 4 1IP地址与子网7 4 2IP数据报格式7 4 3寻址与IP路由基础7 5ARP与RARP7 6Internet报文控制协议7 7TCP与UDP7 7 1TCP协议功能概述7 7 2TCP和UDP分段7 7 3TCP和UDP端口7 7 4TCP连接7 7 5TCP流量控制 课时安排 7 1 网络互连概述 指将分布在不同地理位置的网络 设备相互连接起来 构成更大规模的网络系统 实现互连网络资源的共享 教学进程 7 1 2 网络互连的层次 基础 手段 网络互连的目的 教学进程 7 1 3 网络互连的类型 教学进程 7 2网络互连设备 7 2 1 中继器 5 4 3 2 1规则 教学进程 7 2 2 网桥 教学进程 网桥的分类 教学进程 路径的选择由每个帧的发送者来完成 源路由网桥 源路由网桥也是使用局域网的广播特性来得到到达目的地址的确切路径 教学进程 7 2 3 路由器 路由器使用IP地址 或逻辑地址 作为寻址方案和做出数据转发的决定 路由器内部有一个路由表数据库和一个网络路由状态数据库 教学进程 7 2 4 网关 教学进程 7 3 TCP IP协议族概述 TCP IP协议成功的解决了不同网络之间的互连问题 TCP IP协议族是美国国防部高级研究规划署 DARPA 研发的 教学进程 7 4 IP协议基础与寻址 教学进程 特殊的IP地址形式 教学进程 子网和掩码 子网掩码也是一个32位的值 将IP地址格式中网络部分和子网部分的所有位都设为1 主机部分的各位全为0 借 一些原来的主机位来创建子网 将IP地址与子网掩码进行 与 操作 得到网络号 要得到主机号 只需将子网掩码取反 再与IP地址作 与 操作 得到结果即为主机部分 教学进程 7 4 2 IP数据报格式 7 4 3 寻址与IP路由基础 教学进程 IP路由基础 教学进程 7 5 地址解析协议ARP 7 5 1 地址解析协议ARP与逆向地址解析协议RARP ARP表 一个从IP地址到MAC地址的映射表 并且能够经常动态更新 教学进程 7 6 Internet报文控制协议ICMP 一种IP差错和控制报文协议 主要用于传输错误信息和控制信息 教学进程 1 源站抑制报文 2 重定向报文 教学进程 7 7 传输控制协议TCP与用户数据报协议UDP UDP使用 伪首部 仅在计算校验和时 临时把一些额外的信息加在一起进行计算累加求和 TCP首部前20字节是固定的 后面有4N字节的变长选项部分 教学进程 7 7 3 TCP和UDP的端口号 TCP和UDP通过在与应用层接口处的端口与上层应用程序进行通信 教学进程 7 7 4 TCP连接 首要是双方序号同步 通过交换携带有ISN数据报来实现 具体步骤及其意义如下 1 A BSYN 我的序号是X 2 A BACK 你的序号是X 期待的下一个序号是X 1 3 A BSYN 我的序号是Y 4 A BACK 你的序号是Y 期待的下一个序号是Y 1 TCP协议用FIN数据报来请求关闭一个连接 教学进程 7 7 5 TCP的流量控制 教学进程 小结 第7章TCP IP协议基础 7 1网络互连概述7 1 1网络互连的基本概念7 1 2网络互连的层次 7 1 3网络互连的类型 7 2网络互连设备 7 3TCP IP协议族概述7 4IP协议基础与寻址 7 4 1IP地址与子网 7 4 2IP数据报格式 7 4 3寻址与IP路由基础 7 5ARP与RARP7 6Internet报文控制协议 7 7TCP与UDP7 7 1TCP协议功能概述7 7 2TCP和UDP分段7 7 3TCP和UDP端口7 7 4TCP连接7 7 5TCP流量控制 教学进程 第8章 Internet基础及应用 Internet又称 因特网 它是全球最大的 开放的 最具影响力的计算机互连网络 它从形成到今天 已经渗透到人们的日常生活 工作 学习和娱乐当中 并推动着世界科学 文化 经济和社会的发展 目前 Internet已经成为覆盖全球的信息基础设施之一 Internet的出现是人类社会从工业化社会走向信息社会的重要标志之一 8 1Internet概述8 1 1Internet诞生与发展8 1 2Internet的组织与管理8 1 3Internet在我国的发展8 2域名与域名服务系统8 2 1域名的概念8 2 2Internet域名结构8 2 3域名解析8 3Internet的接入技术8 3 1电话网接入8 3 2局域网接入8 3 3ADSL接入 8 4Internet的基本服务8 4 1WWW服务8 4 2电子邮件服务8 4 3文件传输服务8 4 4远程登录服务8 4 5新闻及公告类服务8 4 6其他Internet服务8 5Intranet8 5 1Intranet的基本概念8 5 2Intranet的基本结构8 5 3Intranet的应用8 6电子商务 课时安排 Internet概述 8 1 教学进程 Internet诞生与发展 Development 教学进程 Internet的组织与管理 8 1 2 教学进程 Internet在我国的发展 8 1 3 Development 教学进程 域名与域名服务系统 8 2 域名系统DNS 一种具有意义的容易记忆的英文和数字组成的字符序列的主机名字 DNS采用了层次化的 分布式的 面向客户机 服务器模式的名字管理来代替原来的集中管理 教学进程 域名解析 8 2 3 从IP地址到主机域名的反向解析 用户使用主机域名进行通信时 先将其映射成数字型IP地址的过程 域名解析 域名解析有两个方向 教学进程 Internet的接入技术 8 3 教学进程 局域网接入 8 3 2 教学进程 教学进程 ADSL接入 8 3 3 适用于双向带宽要求不一样的应用 如Web浏览 多媒体点播 信息分布 视频会议等 只需在线路两端加装ADSL设备即可为用户提供宽带服务 教学进程 Internet的基本服务 8 4 WWW又称万维网 是Internet发